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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使用bpa实现bpa-pc材料化学循环的方法,属于高分子复合材料解聚回收。
技术介绍
1、聚双酚a型碳酸酯塑料(简称bpa-pc),由于其具有优异的物理机械性能,如高抗冲击和延展性、良好的光学清晰度、阻燃性以及相对较低的生产成本等特性,被广泛应用到电子元件、医疗设备、汽车配件等各个领域,是一种用途十分广泛的工程塑料。这些大量使用的塑料产品在给人们的生产生活带来了极大的便捷的同时,其使用寿命结束后产生的聚碳酸酯废料却成为了棘手的环境问题。
2、目前有两种回收方法来缓解塑料的环境问题,一种是机械回收,而机械回收不可避免地受到原材料来源限制和塑料质量下降的限制。为了避免机械回收造成的这些缺点,化学回收方法被认为是一种更理想的方法,因为通过化学回收方法可以将废塑料解聚为具有商业价值的化学品。例如,通过解聚试剂进攻bpa-pc上的碳酸酯键,可以将bpa-pc解聚成一种含有酯基的化学品,并生成单体bpa。这类方法如今有许多成功的案例报道,但在这些方法中,解聚生成的bpa和化学品通常需要繁琐的后处理才能分离。此外,为了提高反应效率和产品收率,解聚试剂的添加量通常过量,这进一步增加了分离和纯化过程的负担。更重要的是,尽管bpa可以重复使用到再聚合过程中,但生成的其他化学品的利用价值也需要进一步探究。所以,对于传统的化学回收方法的实际经济效益性问题,也是当前“化学升级循环”中需要考虑的一个问题。上述挑战促使我们开发新的解聚策略,即不需要复杂的分离过程和额外的过量反应试剂,同时解聚产物可以有效地重复使用,实现真正的化学
技术实现思路
1、本专利技术为了实现现bpa-pc材料的化学循环,提供一种使用bpa实现bpa-pc材料化学循环的方法。
2、本专利技术的技术方案:
3、本专利技术的目的之一是提供一种使用bpa解聚bpa-pc的方法,该方法为:在常压、一定温度、催化剂催化作用下,使用bpa作为解聚试剂,对bpa-pc进行解聚,获得具有双酚a单元的小分子化合物。
4、进一步限定,解聚试剂bpa具有如下结构:
5、
6、进一步限定,催化剂为苯酚钠、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种混合。
7、更进一步限定,催化剂的加入量为bpa-pc含量的0.001%~0.1%mol。
8、进一步限定,温度为170℃~200℃。
9、进一步限定,bpa的加入量与bpa-pc重复单元的当量比为(1~0.1):1。
10、进一步限定,bpa-pc为商业化的bpa-pc材料或bpa-pc的生产废弃料;具有如下结构:
11、
12、本专利技术的目的之二是提供一种使用bpa实现bpa-pc材料化学循环的方法,该方法包括以下步骤:
13、(1)在常压、一定温度、催化剂催化作用下,使用bpa作为解聚试剂,对bpa-pc进行解聚,获得具有双酚a单元的小分子化合物;
14、(2)在减压、加热条件下,获得的小分子化合物与碳酸二苯酯反应,重新聚合得到bpa-pc。
15、进一步限定,解聚试剂bpa具有如下结构:
16、
17、进一步限定,(1)中催化剂为苯酚钠、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种混合。
18、更进一步限定,催化剂的加入量为bpa-pc含量的0.001%~0.1%mol。
19、进一步限定,(1)中温度为170℃~200℃。
20、进一步限定,(1)中bpa的加入量与bpa-pc重复单元的当量比为(1~0.1):1。
21、进一步限定,(1)中bpa-pc为商业化的bpa-pc材料或bpa-pc的生产废弃料;具有如下结构:
22、
23、进一步限定,(2)中加热温度为200~300℃。
24、进一步限定,(2)中减压条件的压力为50~0.1mbar。
25、进一步限定,(2)中碳酸二苯酯的加入量与bpa加入量的摩尔比为1:1。
26、进一步限定,(2)重新聚合得到bpa-pc分子量为15-30kg/mol。
27、有益效果:
28、本专利技术利用bpa对bpa-pc的解聚反应,实现了对bpa-pc材料的化学循环,并且在解聚反应过程中无需其他解聚试剂的加入,生成的解聚产物单一,无其他产物,并且解聚产物与初始的bpa-pc材料具有相似的化学结构,在一定条件下可重新聚合为bpa-pc聚合物,实现bpa-pc的化学循环。与现有技术相比,还具有以下优点:
29、(1)本专利技术只需使用极少量的催化剂,加入一定量的bpa就能实现废弃bpa-pc材料的解聚,无需溶剂和其他解聚试剂的加入,解聚过程更加简单有效。
30、(2)本专利技术解聚生成的产物单一,无需分离纯化等其他操作。
31、(3)本专利技术解聚的产物与bpa-pc的重复单元具有相似的结构,可直接进一步再聚合得到高性能的bpa-pc材料。
32、(4)本专利技术提出了一种解聚新策略来实现对bpa-pc材料的解聚,对废弃聚酯材料的化学循环研究具有重要的指导意义。
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1.一种使用BPA解聚BPA-PC的方法,其特征在于,该方法为:在常压、一定温度、催化剂催化作用下,使用BPA作为解聚试剂,对BPA-PC进行解聚,获得具有双酚A单元的小分子化合物。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,催化剂为苯酚钠、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,催化剂的加入量为BPA-PC含量的0.001%~0.1%mol。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,温度为170℃~200℃。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,BPA的加入量与BPA-PC重复单元的当量比为(1~0.1):1。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,BPA-PC为商业化的BPA-PC材料或BPA-PC的生产废弃料。
7.一种使用BPA实现BPA-PC材料化学循环的方法,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,(2)中加热温度为200~300℃,减压条件的压力为50~0.1mbar。
9.根
10.一种权利要求7~9任一项所述的方法重新聚合得到BPA-PC,其特征在于,分子量为15-30kg/mol。
...【技术特征摘要】
1.一种使用bpa解聚bpa-pc的方法,其特征在于,该方法为:在常压、一定温度、催化剂催化作用下,使用bpa作为解聚试剂,对bpa-pc进行解聚,获得具有双酚a单元的小分子化合物。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,催化剂为苯酚钠、甲醇钠、甲醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,催化剂的加入量为bpa-pc含量的0.001%~0.1%mol。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,温度为170℃~200℃。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,bpa的加入量与bpa-pc重复单元...
【专利技术属性】
技术研发人员:王庆刚,徐广强,杨茹琳,彭增平,刘涛,王亮,
申请(专利权)人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,
类型:发明
国别省市:
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